Comprender la relación:
* Número de Mach: La relación de la velocidad de la fuente (V) a la velocidad del sonido (c) se conoce como el número de Mach (M =V/C).
* cono mach: La forma de V de una onda de choque se llama cono de mach. El ángulo del cono (θ) está directamente relacionado con el número de Mach.
La fórmula:
La relación entre el número de Mach y el ángulo del cono viene dada por:
sin (θ) =1/m
Explicación:
* velocidades subsónicas (m <1): Cuando la velocidad de la fuente es menor que la velocidad del sonido, no se forman onda de choque. Las ondas de sonido viajan más rápido que la fuente, y no se crea un cono.
* Velocidad sónica (M =1): A la velocidad del sonido, la fuente y las ondas de sonido viajan a la misma velocidad. El cono de Mach degenera en un plano plano, y no hay forma distinta de V.
* velocidades supersónicas (m> 1): Cuando la velocidad de la fuente excede la velocidad del sonido, se forma un cono de Mach Distint. Cuanto más rápida viaja la fuente, menor es el ángulo del cono de Mach. Esto significa que un número de Mach más alto da como resultado una forma de V más estrecha.
Visualización de la relación:
Imagina un jet supersónico volando por encima. Las ondas de choque del avión crean un boom sónico que escuchas en el suelo. La forma de V de las ondas de choque es el cono de Mach, y cuanto más estrecho es el ángulo, más rápido viaja el chorro.
Puntos clave:
* La forma de V de una onda de choque siempre es simétrica sobre la dirección del movimiento de la fuente.
* La onda de choque es una onda de presión y se puede escuchar como un boom sónico.
* El número de Mach es un factor crucial para determinar la forma y las características de la onda de choque.
Conclusión:
La forma de V de una onda de choque es un resultado directo de la velocidad de la fuente en relación con la velocidad del sonido. Cuanto más rápida viaja la fuente, más estrecha es el ángulo del cono de Mach, lo que resulta en una forma de V más pronunciada. Esta relación es fundamental para comprender la dinámica del vuelo supersónico y otros fenómenos de alta velocidad.
